Сообщение о механизмах защиты от ксенобиотиков
Обновлено: 02.07.2024
Помимо воинствующей принцессы такое же имя носит семейство вредных, чужеродных организму веществ.
Знакомьтесь — ксенобиотики!
Ксенобиотики — это антибиотики, пестициды, гербициды, синтетические красители, моющие вещества, гормоны и другие химические соединения. Они содержатся в грунте, воде, продуктах, воздухе. Эти чуждые для нашего организма вещества, попадая в организм, подрывают иммунитет и становятся причиной отравлений и аллергических реакций. К большому сожалению, полностью отгородиться от их вредного влияния сегодня попросту нереально.
Ксенобиотики вызывают нарушение работы многих органов, и, как следствие, становятся причиной болезней органов пищеварения, дыхания, сердечно-сосудистой системы, почек. При длительном влиянии на человека ксенобиотики становятся причиной злокачественных опухолей.
Матушка-природа предусмотрела механизмы защиты от чужаков. Они уничтожаются клетками иммунной системы, печени, существуют даже клеточные барьеры для различных токсических веществ.
Для того, чтобы защита была крепкой, организму нужны помощники — питательные вещества. Кто же это может быть?
Витамины
Витамины защищают иммунные клетки от повреждений.
Основные источники витаминов: овощи, фрукты, злаковые, морская капуста, зелёный чай.
Минералы
За иммунитет отвечают микроэлементы: селен, магний и цинк.
Эти минералы содержатся в злаковых, бобовых, в морепродуктах, в печени, яйцах.
Холестерин и фосфолипиды
Белки
Работа печени напрямую связана с тем, что мы ежедневно едим. При недостаточном употреблении белковой пищи активность работы печени снижается.
Где организму взять необходимые белки?
В орехах, зелени, бобовых, яйцах, мясе домашней птицы, в речной и морской рыбе, нежирном сыре, молоке.
Клетчатка
Начиная борьбу с ксенобиотиками, нельзя забывать и о пользе пищевых волокон. Они, как и Энтеросгель, удерживают на своей поверхности большое количество токсинов и канцерогенов.
Пищевыми волокнами (клетчаткой) богаты фруктовые и овощные пюре, мармелад, овсяные и пшеничные отруби, морская капуста.
Фитонциды
Всем известна польза фитонцидов. О них всегда много говорят в период борьбы с гриппом и другими вирусными инфекциями. Больше всего фитонцидов в луке и чесноке. Богаты фитонцидами:
Ягоды: черника, ежевика, кизил, калина;
Вредные продукты: список
сосиски, колбасы, копчёности;
маргарин, майонез, уксус;
продукты, содержащие большое количество глутамата натрия и соли;
кондитерские изделия и сладкие газированные напитки;
продукты, содержащие консерванты и красители.
Это вещества, образующиеся из-за активного использования человеком строительного материала, различных электронных гаджетов, искусственных тканей, косметики, бытовой химии, пластика и лекарств, роста промышленного производства химических веществ.
В естественной природе синтезируются некоторые ксенобиотики “самостоятельно”. Например, при извержении вулканов. Но все же источником большинства опасных ксенобиотиков является промышленная и сельскохозяйственная деятельность человека. Попадая в организм, гидрофильные (способные образовывать связи с водой) ксенобиотики выводятся с мочой человека. Однако, есть и ксенобиотики, содержащие в себе гидрофобные группы, которые очень хорошо задерживаются в тканях, главным образом, в жировых клетках. Как следствие этого, они вызывают токсические и аллергические реакции, а также некоторые специфические и даже онкологические заболевания (Lopez-Carrillo L, Environ Health Perspect. 2010; 539–544).
Многие ксенобиотики по своей структуре схожи с гормоном эстрогеном, т.е. они могут пагубно влиять на эндокринную систему человека [Vabre P, Gatimel N, Moreau J Environmental Health. 2017]. Такие ксенобиотики в литературе носят название ксеноэкстрогены, и их влияние на репродуктивную систему в настоящее время активно изучается.
Установлено несколько механизмов воздействия ксеноэстрогенов на организм. По одному из них эти вещества могут изменять работу гормональных рецепторов. Другой механизм показывает способность этих ксенобиотиков изменять активность ферментов, необходимых для синтеза половых гормонов яичников [Birnbaum LS. Environ Health Perspect. 1994, p.157–167]. В результате этого изменяется морфология и функция яичников, что приводит к ранней менопаузе. Таким образом, ксенобиотики могут влиять на детородную функцию и многие процессы во время внутриутробной жизни малыша.
Изучение механизмов воздействия этих веществ крайне важно для установления путей защиты от ксенобиотиков, выведения их из организма или их детоксикации. Об этом речь пойдет чуть ниже. А сейчас разберем основные группы ксенобиотиков.
Основные группы ксенобиотиков:
1. Тяжелые металлы (ртуть, мышьяк, кадмий, свинец)
Практически все тяжелые металлы являются сильнейшими токсинами, псевдоэстрогенами (ксеноэстрогенами), поэтому они влияют на репродуктивную функцию организма.
РТУТЬ – содержится в пестицидах и спермицидах. Воздействие ртути по сути и можно сравнить со средствами контрацепции, так как именно этот металл может стать причиной бесплодия или внутриутробной гибели плода. Ртуть также содержится в батарейках и аккумуляторах, энергосберегающих лампочках и во многих лекарственных средствах как консервант, поэтому внимательно читайте состав лекарств перед употреблением.
КАДМИЙ – содержится в некоторых красках, в сигаретном дыме, а также в фосфатных удобрениях. Кадмий также является псевдоэстрогеном, однако на внутриутробное развитие плода практически не влияет.
СВИНЕЦ – содержится в бензине и пестицидах, а оседает в организме человека главным образов в костях. Также является псевдоэстрогеном и вызывает различные опухолевые процессы.
МЫШЬЯК – содержится в пестицидах, сигаретном дыме, типографской краске, на кассовых чеках. Может вызывать нарушения в работе ДНК и серьезные изменения во внутриутробном развитии малыша.
2. Некоторые виды пластика, а именно, содержащие фталаты, которые используют в процессе производства пластмассовых изделий. Фталаты можно найти в одноразовой посуде, косметике, парфюмерии, упаковке, строительных материалах. Опасны они тем, что из-за своего строения могут очень сильно загрязнять пищевой пластик. [Hauser R, Calafat AM. Occup Environ Med. 2005; p.806–818.]. Фталаты, как и тяжелые металлы оказывают токсичное действие, влияют на репродуктивную систему. В 2012 году группа голландских ученых провела исследование, которое показало, что существует прямая связь наличия продуктов распада фталатов с задержкой роста плода во время беременности, и также уменьшением массы плаценты [Snijder CA, teVelde E, Roeleveld N, Burdorf A. Hum Reprod Update. 2012; p.284–300]. Другое недавнее исследование показало, что у женщин с высоким уровнем продуктов распада фталатов в крови менопауза наступает раньше [Grindler NM, Allsworth JE, Macones GA, Kannan K, Roehl KA, Cooper AR. PLoSOne. 2015].
Особо опасен пластик, содержащий фенолы, главным образом, бисфенол‑А.
3. Полициклические ароматические углеводороды — диоксины, бенз[а]пирен, хлорированные бифенилы, фенантрен, фураны.
Как правило, эти ксенобиотики образуются при сжигании и переработке нефти и угля, в выхлопных газах в результате работы двигателей, поэтому их можно встретить повсеместно в воздухе, почве и водоемах. Отсутствие сортировки мусора, а также неправильные пути его утилизации приводит к выделению диоксина и других опасных ароматических углеводородов в почву и воздух. Также большое количество этих веществ образуется в процессе химического производства, используемого высокие температуры и хлорорганику (поливинихлорид). Диоксины попадают в тело человека главным образом из воды и пищи (пищевая цепь), и лишь небольшая часть поступает с воздухом.
4. Пестициды, как сами по себе, так и вещества из которых они синтезируются и продукты их распада — все они являются ксенобиотиками. Пестициды чрезвычайно токсичны и стойки по своей природе. Наиболее опасными признаны хлорорганические пестициды – хлордан, гексахлорциклогексан, дихлордифенил-трихлорэтан, гексахлорбензол, особенно для беременных женщин. Например, в исследовании, проведенном в 2010 году среди африканских женщин, занятых в сельском хозяйстве, был выявлен повышенный риск невынашивания беременности [Naidoo S. ScandJ Work Environ Health. 2011; p.227–236].
5. Политетрафлуороэтилен или тефлон, который содержится в антипригарном слое посуды. При производстве тефлона в качестве стабилизатора используется перфтороктановая кислота, которая распадается свыше 190 ºС. Данная кислота очень хорошо накапливается в организме и не выводится из него, при этом участвует в гормональных процессах, связанных с щитовидной железой и, как следствие, влияет на фертильность женщин. Мнения насчет безопасности тефлоновой посуды неоднозначны. Часть исследований показывает, что перфтороктановая кислота практически отсутствует в готовой посуде, то есть содержится, но в допустимых и безопасных пределах [ Health & Safety — What about PFOA? — Fluoropolymers]. Но есть и ученые, высказывающие мнения о том, что при высоких температурах такая посуда небезопасна. Поэтому особенно стоит быть аккуратными с такой посудой женщинам, планирующим зачатие. Им стоит ограничить использование тефлона в быту на 2–3 года. Также установлено, что продукты распада тефлона очень опасны для птиц, так как приводят к их смерти в течение 24 часов. В литературе имеются сведения о гибели домашних попугаев от вдыхания выделившихся продуктов распада тефлоновых сковородок.
6. Парабены также являются стойкими ксенобиотиками. Об их влиянии на эндокринную систему и общем токсическом действии известно уже долгое время. Подробнее…
7. Поверхностно-активные вещества в бытовой химии, особенно ионогенные ПАВ вызывают нарушения клеточных процессов и даже целостности клетки человека.
Как защититься от ксенобиотиков?
Эти гены содержат в себе очень важную информацию. Например, один из них — CYPI — несет в себе информацию о ферментах, которые участвуют в детоксикации ароматических углеводородов. Знание таких биохимических механизмов детоксикации ксенобиотиков очень важно, так как в дальнейшем на основе них можно предложить и пути стимуляции этих процессов. Ученые уже внесли огромный вклад в развитие этой темы — им удалось установить, что D‑глюкаровая кислота (сахарная кислота), которая содержится в некоторых фруктах, ускоряет реакции в сложном механизме детоксикации. Также и в наших силах сделать свой личный вклад по защите от ксенобиотиков не только своего организма, но и окружающей нас природы.
Таким образом, исходя из всего вышесказанного, сформулируем правила для защиты от ксенобиотиков:
1. Поддерживайте здоровье печени и регулярно проводите ее диагностику, так как это один из главных органов-фильтров от вредных веществ.
3. Минимизируйте свой контакт с пластиком в быту.
Кажется, что это правило в современных условиях выполнить очень сложно. Однако, каждый может носить с собой маленькую походную чашку, а не пользоваться одноразовыми пластиковыми стаканчиками. Кстати, одноразовые стаканчики в соприкосновении с горячей водой становятся еще более опасными. Можно брать с собой воду в стеклянной бутылке, а не покупать воду в пластиковых бутылках и не пользоваться кулером для воды. Готовую пищу лучше разогревать или хранить не в пластиковых контейнерах, а в стеклянной или керамической посуде.
Если вам необходимо пользоваться пластиковыми бутылками или контейнерами, например, детской посудой или бутылочками, то обратите внимание на значки на ее дне. Значки BPA, PC (поликарбонат), PVC (поливинилхлорид) говорят о том, что посуда содержит опасный бисфенол‑А. Стоит отдать предпочтение полиэтилену — PE, причем он бывает двух видов — полиэтилен высокого давления (HDPE, PE-HD) и полиэтилен низкого давления (LDPE, PE-LD). Также более безопасны полипропилен (PP) и полистирол (PS).
Для приготовления используйте посуду из нержавеющей стали, чугуна, огнеупорной керамики, стекла, глины или дерева. Для здоровой кухни очень подходит такой процесс, как запекание в глиняных горшочках или формах.
4. Не пользуйтесь освежителями для воздуха в виде аэрозолей, а также парфюмерией, особенно если у вас есть маленькие дети. Как правило, все они содержат фталаты или полициклические ароматические вещества.
6. Регулярно проветривайте свое жилое помещение, желательно несколько раз в день.
7. Выбирайте моющие средства, в состав которых входят неионные ПАВ. Если в составе содержатся катионные или анионные ПАВ, то концентрация их не должна превышать 5%. Если есть возможность, то мойте посуду содой с лимонной кислотой.
8. Правильно утилизируйте мусор, особенно батарейки и аккумуляторы, так как в них содержится огромное количество тяжелых металлов, которые падают в почву и воду. Сдавать отработанные батарейки стоит только в специальные пункты приема, которые есть в крупных магазинах электроники.
9. Чтобы защититься от вредного воздействия пестицидов, тщательно мойте фрукты и овощи в воде с добавлением пищевой соды (1 столовая ложка), мыло при этом лучше не использовать, так как оно может вступить в реакцию с пестицидами. Картофель, морковь, свеклу сверху необходимо чистить щеткой перед варкой в очистках. Содержание пестицидов в овощах и фруктах можно уменьшить при их вымачивании в воде около двух часов.
10. Всегда снимайте верхний слой с листового салата, а с мясных продуктов срезайте жир, так как в нем накапливаются опасные ксенобиотики. Также стоит напомнить о грязной десятке овощей и фруктов, которые наиболее сильно подвержены проникновению пестицидов.
Автор: Мария Плетнёва
Обращаем ваше внимание, что информация, представленная на сайте, носит ознакомительный и просветительский характер и не предназначена для самодиагностики и самолечения. Выбор и назначение лекарственных препаратов, методов лечения, а также контроль за их применением может осуществлять только лечащий врач. Обязательно проконсультируйтесь со специалистом.
Ксенобиотики – это группа веществ, биохимические свойства которых оказывают разрушительное действие на живые организмы. Большинство ксенобиотиков – рукотворного происхождения. Это результаты хозяйственной деятельности человека (выбросы отработанных веществ и отходы производства), вещества бытовой химии и строительные материалы (синтетические красители, моющие средства, яды для борьбы с насекомыми и плесенью , пестициды и т.д.), продукция химической промышленности (парфюмерия, краска для волос, химические добавки, пластмассы), результаты вулканической деятельности, пожаров и техногенных катастроф ( радионуклиды , диоксины) и тому подобные вещества. Попадая в окружающую человека среду, ксенобиотики накапливаются в высоких концентрациях и, соприкасаясь с организмом человека (или животных), вызывают изменения на уровне генных структур, биохимических процессов.
Ксенобиотики могут стать причиной :
- Наследственных изменений,
- Пониженного иммунитета,
- Аллергических реакций,
- Группы специфических заболеваний, вызванных токсинами ртути, свинца, кадмия,
- Нарушений обмена веществ,
- Канцерогенеза (развития раковых опухолей).
В организме человека и животных существует на клеточном уровне механизм детоксикации ксенобиотиков , который снижает их токсичность в определенной степени: клеточный метаболизм связывает и частично выводит вредные вещества (в клетках происходит деактивация ксенобиотиков), но они не удаляются полностью из организма, хотя человек (и животные) получают таким образом возможность выживать на загрязненных территориях, но приобретают неизлечимые заболевания.
В дезактивации ксенобиотиков участвуют группы ферментов , а в выведении ксенобиотиков большую роль играют клетки печени и почечные канальца. Эти системы деинтоксикации организма берут начало у истоков эволюции, когда природа придумывала механизмы защиты живых организмов от вредного влияния окружающей среды. Но существует также и система депонирования ксенобиотиков в некоторых тканях организма (коже, костях, жировой ткани). Особое внимание ученых сегодня привлекает способность ксенобиотиков накапливаться в жировой ткани по причине их липофильности (родственности жирам ), поскольку это имеет большое значение при передаче токсичных веществ по пищевой цепочке от различных живых организмов к животным и к человеку.
Ксенобиотики – общее название всех чужеродных для организма веществ неживой природы. Система защиты, имеет 3 основных уровня:
1) барьерный – кожные покровы, особенности строения верхних дыхательных путей, избирательная проницаемость клеток эпителия, выстилающих внутреннюю поверхность путей организма;
2) ферментный – ферменты клеток различных тканей, ферменты пищеварительного тракта могут трансформировать проникшие в организм ксенобиотики в соединения типа органических оснований или органических кислот;
3) Транспортный – представлен специальными клетками различных тканей, имеющими в своей структуре белок переносчик. Он способен связываться с органическими основаниями или кислотами и переносить их внутрь клетки или из неё. По конвееру таких клеток трансформируемые ферментами ксенобиотики выносятся в кровь и присоединяются к эритроцитам. Эритроциты несут их в печень и там от них освобождаются.
Система защиты сформировалась в ходе биологической эволюции животных и человека за миллионы лет и высоко эффективна по отношению к природным ксенобиотикам. Развитие производства привело к накоплению и появлению в среде новых химических веществ, которые преодолевают барьеры организма. Многие, благодаря своим химическим свойствам, разрушают их, создавая условия для проникновения природных ксенобиотиков и открывая новые ворота для инфекций, что повышает возможности развития инфекций и аллергических заболеваний. Ферментная система организма ограничена наследственной информацией и поэтому в ее состав не входят ферменты, способные трансформировать большинство производственных ксенобиотиков. Транспортная система изначально способна к выведению из организма только определенных групп химических соединений и тесно связана с эффективностью ферментной системы. Поэтому многие современные ксенобиотики проникают во внутреннюю среду организма, не выводятся из него и накапливаются в определенных тканях, называемых депо (чаще всего жировая ткань). Проникновение ксенобиотиков в организм может привести к острому или хроническому отравлению, спровоцировать концерогенез, аллергию, повышать частоту мутаций.
12.7 Система контроля индивидуальности и целостности организма (Иммунная система)
Как известно, наследственная информация организма сводится к иформации о структуре его белков, т. е. все белки организма синтезируются на основе его индивидуальной информации. Система контроля индивидуальности и целостности организма называется иммунной системой. Реакции иммунной системы, направленные на распознавание, нейтрализацию и выведение из организма чужеродных белковых соединений, называются иммунитетом. Способность вызывать иммунные реакции при проникновении в организм называется иммуногенность. Иммуногенностью обладают только белки, их соединения и крупные углеводы. Однако при попадании в организм химического комплекса не иммуногенного вещества, например лекарственного препарата с белком, иммунная реакция тоже будет развиваться, причем продукты этой реакции будут взаимодействовать и со всем комплексом, и только с белком, и только с не иммунногенным веществом, входящим в комплекс. Т. е., если в силу случайных обстоятельств или неправильного применения лекарств образуется его комплекс с собственным или любым другим белком, то через некоторое время продукты иммунных реакций организма будут вырабатываться и при поступлении только лекарства. Таким образом, развивается иммунная (аллергическая) реакция на любые не иммуногенные вещества. Белковые соединения, вызывающие при проникновении в организм иммунные реакции и способные взаимодействовать с продуктами этих реакций, называются антигенами.
Иммунные реакции делят на 2 группы:
Неспецифические - это такие реакции, продукты которых постоянно вырабатываются в организме, постоянно присутствуют в нем и способны нейтрализовать большие группы возможных антигенов. В первую очередь к ним относят фагоциты - клетки иммунной системы, циркулирующие в крови или присутствующие в разных органах, способные поглощать частицы антигенов, переваривать их, расщепляя на безвредные вещества, выводимые из организма. К неспецифическим продуктам иммунной системы относится комплемент. Комплемент - это система ферментов в сыворотке крови, которая расщепляет чужеродные растворимые антигены. Возможности и фагоцитоза, и комплемента ограничены, т.к. они нейтрализуют только антигены, обладающие определенными общими свойствами. Например, наличие в химической структуре определенной химической группы. Антигены, не имеющие этих общих свойств, продуктами неспецифических реакций нейтрализоваться не будут.
а) прикрепляться к эритроцитам и вместе с ними, поступая в печень, затем выводиться из организма;
б) разрушаться фагоцитами или комплементом вне зависимости от исходных свойств антигена;
Иммунодефициты – нарушения в работе иммунной системы, приводящие к недостатку или полному отсутствию продуктов тех или иных иммунных реакций.
Первичные иммунодефициты – обусловлены наследственностью. К ним относят несколько редких наследственных заболеваний и физиологический иммунодефицит новорожденных. Так как к моменту рождения формирование иммунной системы не завершено, количество антител вырабатываемых в организме ребенка до 13 лет в 1000-10 раз меньше чем у взрослого.
Вторичные иммунодефициты – развиваются в результате взаимодействия организма со средой. Основные причины:
1) любая травма вызывает временный иммунодефицит пропорциональной тяжести травмы.
2) психотропные вещества подавляющие центральную нервную систему. Любая операция под общим наркозом вызывает иммунодефицит на 2,5 месяца.
3) недостаточное белковое питание или нарушение белкового обмена веществ.
5) препараты, подавляющие паразитарные инфекции.
6) компоненты выбросов транспорта и производства подавляют иммунные реакции.
Широкое распространение всех перечисленных факторов в среде обитания современного человека привело тому, что, по данным ВОЗ до 80% населения Земли постоянно или периодически имеет ту или иную форму иммунодефицита, что и является главным фактором распространения ВИЧ-инфекции.
ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) – единственная инфекция, которая не сопровождается иммунодефицитом, а вызывает его. ВИЧ инфицирует Т- лимфоциты – помощники (Th), главная роль которых в распознавании своих и чужих антигенов, без их сигнала антитела не начинают вырабатываться. После заражения клетки вирус непредсказуемо долго остается в ней малоактивным: не размножается и не разрушает зараженные клетки. Но такая клетка синтезирует некоторые вирусные белки, и, так как в этот период иммунная система работает еще нормально, эти вирусные белки распознаются как чужие антигены и на них вырабатываются антитела. По наличию в сыворотке крови антител и ставится диагноз на скрытое ВИЧ–носительство.
При активизации вируса зараженные клетки образуют множество новых вирусов. Они выходят из клетки, разрушая её, и тут же заражают и разрушает другие. Так как из-за массовой гибели Th иммунная система, перестает распознавать чужие антигены, прекращается выработка антител на все инфекции. Развивается СПИД, при котором человек заболевает множеством инфекционных заболеваний сразу, и его жизнь поддерживается только комплексом современных антибиотиков, сдерживающих размножение возбудителей.
Передача ВИЧ происходит половым путем или при попадании вируса в кровь. Однако проникновение вируса в кровь не всегда приводит к инфицированию. На 1999 год из 2003 человек (работников исследовательских учреждений, которым вирус в результате аварии гарантировано попадал в кровь), инфицированными оказались только 5 человек. Исследования показали, что инфицирование организма через кровь возможно в том случае, если иммунная система в состоянии иммунодефицита. Это объясняет высокий процент заражения половым путем, т.к. половые пути максимально изолированы от действия продуктов иммунных реакций. Большой % заражения в медицинских учреждениях объясняется тем, что стресс в результате болезни, оперативное вмешательство, различные препараты подавляют иммунную систему. Широкое распространение ВИЧ среди наркоманов также объясняется иммунодефицитом, вызванным постоянным потреблением наркотиков.
Читайте также: